JP2011087336A - Stack-up configuration for wireless communication device - Google Patents
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Abstract
Description
(関連出願)
本出願は、「STACK−UP CONFIGURATION FOR A WIRELESS COMMUNICATION DEVICE」と題し、同一所有権の同時係属の米国出願第11/014,541号に関し、参照によりその全容が本明細書に組み込まれる。
(Related application)
This application is entitled “STACK-UP CONFIGURATION FOR A WIRELESS COMMUNICATION DEVICE” and is hereby incorporated by reference in its entirety with respect to co-pending US Application No. 11 / 014,541.
(発明の分野)
本発明は一般に、ワイヤレス通信装置におけるコンポーネント構造に関し、なお詳細には、Specific Absorption Rate(SAR)レベルを低減するためのワイヤレス通信装置のコンポーネント積層構造に関する。
(Field of Invention)
The present invention relates generally to component structures in wireless communication devices, and more particularly, to component stacking structures in wireless communication devices for reducing Specific Absorption Rate (SAR) levels.
(背景)
ワイヤレス通信産業が成長するにつれて、ますます小型化するワイヤレス通信装置に対して需要が高まっている。ワイヤレス通信装置はまた、本明細書において、「ワイヤレス装置」、「ハンドセット」、「携帯電話」、「移動電話」などとも称され得る。ワイヤレス装置の小型化は、より小さな容積内に装置のコンポーネントを配置する難問題を含む、デザインの難問題を提示する。追加的な難問題は、装置の放射効率を維持しながら、問題の近距離場範囲におけるワイヤレス装置から放射される無線周波数(RF)エネルギーの許容可能レベルを維持することを含む。
(background)
As the wireless communication industry grows, there is a growing demand for increasingly smaller wireless communication devices. A wireless communication device may also be referred to herein as a “wireless device”, “handset”, “cell phone”, “mobile phone”, and the like. The miniaturization of wireless devices presents design challenges, including the difficulty of placing device components within a smaller volume. Additional challenges include maintaining an acceptable level of radio frequency (RF) energy radiated from the wireless device in the near field range of interest while maintaining the radiation efficiency of the device.
RFモジュールが送信している場合、電力増幅器は、電子信号を増幅し、この変調されたエネルギーを、アンテナを介して空中にブロードキャストする。このエネルギーの第1の部分は、フリースペースを通ってターゲットの目的地へと進む。このエネルギーの別の部分は、装置内で熱として浪費される。最後に、上記エネルギーの一部は、ユーザの体を含む装置近くの物体によって吸収される。 When the RF module is transmitting, the power amplifier amplifies the electronic signal and broadcasts this modulated energy into the air via the antenna. The first part of this energy travels through the free space to the target destination. Another part of this energy is wasted as heat in the device. Finally, some of the energy is absorbed by objects near the device, including the user's body.
ワイヤレス装置のアンテナ周囲の電力密度は、例えば、アンテナからの距離およびアンテナの方向の関数として変化する。アンテナの周りの場は、通常2つの領域に分割される。第1の領域は、近距離場と呼ばれるアンテナ近くの領域であり、第2の領域は遠距離場と呼ばれるアンテナから遠い距離にある領域である。二者間の境界は、しばしば半径R(R=2L2/λであり、ここでLはアンテナの最大寸法であり、λは波長である)が採用される。遠距離場は、アンテナ指向性図が、例えば送信アンテナからの距離から独立している領域である。近距離場は、送信アンテナに最も近く、かつアンテナ指向性図が、アンテナからの距離に依存している領域である。 The power density around the antenna of the wireless device varies, for example, as a function of the distance from the antenna and the direction of the antenna. The field around the antenna is usually divided into two regions. The first region is a region near the antenna called a near field, and the second region is a region far from the antenna called a far field. The boundary between the two often adopts a radius R (R = 2L 2 / λ, where L is the maximum dimension of the antenna and λ is the wavelength). The far field is an area where the antenna directivity diagram is independent of the distance from the transmitting antenna, for example. The near field is the region closest to the transmitting antenna and the antenna directivity diagram depends on the distance from the antenna.
近距離場におけるワイヤレス装置から放射される無線周波数(RF)エネルギーへの人体の安全な露光のための制限は、Specific Absorption Rate(SAR)と称される単位の見地から与えられる。Specific Absorption Rateは、ワイヤレス送信器を使用している場合、人体によって吸収される無線周波数エネルギーの量である。許容可能なSARレベルは、国ごとに変わる。U.S.Federal Communications Commission(FCC)は、移動電話器からのRFエネルギーへの許容可能な露光の量を、組織1kg当たり1.6ワット(1.6W/kg)の特定の局所的(または空間ピーク)SARレベルに制限している。ワイヤレス装置がこれらの制限内で作動している場合、装置はユーザに対して危険を及ぼさない。従って、適用可能な近距離場露光制限に対するコンプライアンスは、いかなる携帯電話デザインにおいても考慮されなければならない。 Limitations for the safe exposure of the human body to radio frequency (RF) energy emitted from wireless devices in the near field are given from the standpoint of a unit called the Specific Absorption Rate (SAR). The Specific Absorption Rate is the amount of radio frequency energy absorbed by the human body when using a wireless transmitter. The acceptable SAR level varies from country to country. U. S. The Federal Communications Commission (FCC) determines the amount of exposure allowed to RF energy from a mobile phone, a specific local (or spatial peak) SAR of 1.6 watts (1.6 W / kg) per kg tissue. Limited to level. If the wireless device is operating within these limits, the device poses no danger to the user. Therefore, compliance with applicable near field exposure limits must be considered in any mobile phone design.
さまざまな電話器のSARレベルは、SARは、装置の形状、送信周波数、増幅器電力レベル、アンテナの位置などを含む、多くの異なるパラメータの関数であるという事実が一部原因で変化する。従来技術の携帯電話器70の典型的な積層構造が図4に示されている。電話器70は、前面84および背面86を有する筐体88に収納されている。電話器70のコンポーネントは、表示装置72を制御するための処理回路網(図示されず)と、キーパッド80と、キャニスタータイプの遮蔽76によって囲まれた、RFおよび他のノイジーなすなわち放射コンポーネント90と、他の装置コンポーネント(図示されず)とを保持する回路基板74を含む。アンテナ82は、フィードポイント92を介して、回路基板74上の送信器および受信器に結合されている。バッテリ78もまた、装置70のコンポーネントに電力を供給するために、筐体88内に収納されている。
The SAR levels of various telephones change due in part to the fact that SAR is a function of many different parameters, including device shape, transmit frequency, amplifier power level, antenna position, and so on. A typical laminated structure of a prior art
引き続き図4について、電話器70のための、従来技術の積層構造は、筐体88の前面84上の表示装置72であり、表示装置72は、回路基板74の上に積層され、回路基板74は、ノイジーコンポーネントを遮蔽するために回路基板の上および下に1つ以上のキャニスタータイプの遮蔽76を有し得る。バッテリ78は回路基板の下に積層され、通常、筐体88の背面86上のバッテリドア94を介してアクセス可能である。回路基板上にあるノイジーコンポーネントを覆うキャニスタータイプの遮蔽76に加えて、従来技術の電話器70は、本明細書でコンプライアンス遮蔽と称される追加的な遮蔽(図示されず)を要求するが、これは、高いエネルギー密度が前面84のすぐ上に現れるので、電話器70をSARコンプライアンス内に運び入れるためである。この追加的な遮蔽は、金属箔、RF吸収材、金属化プラスチック、および金属ブラケットなどを含み得る。
Continuing with FIG. 4, the prior art laminate structure for the
許容可能なSARレベルに準拠するために使用される電話器70内の遮蔽は、実際のデザイン努力、コンプライアンス試験の繰り返し、および追加的なコンプライアンス遮蔽に対するコストの見地から、電話器の製造において重大な負荷をかけ続ける。上記の難問題は、電話器のサイズが小さくなるにつれて、増幅される。従って、コンプライアンス遮蔽の追加の前に、電話器のSARレベルを下げ、かつデザインおよび材料コストにおける電話器の最終的なコストを下げる、当業界での革新を続けることは望ましい。
The shielding in the
(概要)
ワイヤレス通信装置は、表示装置とキーパッドとを保持するための、背面および前面を有する筐体を含む。ワイヤレス通信装置のコンポーネントに電力を供給するためのバッテリは、筐体内で、かつ少なくとも一部分は表示装置と回路基板の前面との間にある。回路基板は、ワイヤレス通信装置のための、処理およびRF回路網を保持する。回路基板の背面は、キャニスタータイプの遮蔽によって遮蔽される放射回路コンポーネントを保持する。外部または内部アンテナは、フィードポイントにおいて、回路基板に接続されている。本発明の一実施形態におけるアンテナは、回路基板の下、すなわち、筐体の背面と回路基板の背面との間に積層される。
(Overview)
The wireless communication device includes a housing having a back surface and a front surface for holding a display device and a keypad. A battery for powering the components of the wireless communication device is within the housing and at least partially between the display device and the front surface of the circuit board. The circuit board holds processing and RF circuitry for the wireless communication device. The back side of the circuit board holds radiating circuit components that are shielded by a canister type shield. An external or internal antenna is connected to the circuit board at the feed point. In one embodiment of the present invention, the antenna is stacked under the circuit board, that is, between the back surface of the housing and the back surface of the circuit board.
表示装置と回路基板との間のスペースにバッテリを配置すると、バッテリが回路基板の下に配置され、筐体の背面からアクセス可能である伝統的な装置の積層構造に比較して、筐体の前面の上の所定の距離において測定されるSpecific Absorption Rateが下がる。SARレベルにおける上記減少は、許容可能なSARレベルに準拠することが要求される追加的なコンプライアンス遮蔽の量を減じる。ワイヤレス装置のサイズが小さくなり続けるにつれて、これは特に有利である。 When the battery is placed in the space between the display device and the circuit board, the battery is placed under the circuit board and compared to the traditional device stacking structure, which is accessible from the back of the housing. The Specific Absorption Rate, measured at a predetermined distance above the front, is lowered. This reduction in SAR level reduces the amount of additional compliance shielding required to comply with an acceptable SAR level. This is particularly advantageous as the size of wireless devices continues to decrease.
回路基板の上のバッテリと表示装置の積層構造はまた、スピーカを保持するための増大した容積を有する空洞を提供し得る。空洞の容積は、バッテリと表示装置とを合わせた高さ、回路基板または筐体の幅、および回路基板とバッテリとの長さの差によって決定される。増大した空洞の容積は、ワイヤレス通信装置のスピーカからの音質を向上させ得る。 The battery and display stack on the circuit board may also provide a cavity with increased volume to hold the speaker. The volume of the cavity is determined by the difference between the combined height of the battery and the display device, the width of the circuit board or the casing, and the length of the circuit board and the battery. The increased cavity volume can improve the sound quality from the speaker of the wireless communication device.
記述された実施形態は、あらゆる点において、制限的としてではなく、例示的として考慮されるべきである。本発明は、本明細書に図示されかつ記述された特定の実施形態には限定されず、本発明の範囲から逸脱することなく、多くの再配列、変更および置換が可能であることも理解されるべきである。かくて、本発明の詳細が、その構成および作動両方に関して、下記の添付図面を研究することによって部分的に収集され得る。下記の添付図面においては、同様な参照番号は、同様な部分を指す。
本発明は、以下の項目を含む。
(項目1)
ワイヤレス通信装置のためのアセンブリ積層構造であって、該アセンブリ積層構造は、
複数の通信回路を保持するためのメイン回路基板であって、上面と底面とを備えるメイン回路基板と、
バッテリ上部面とバッテリ下部面とを有するバッテリであって、該メイン回路基板の該上面の上に位置するバッテリと、
表示装置であって、該バッテリが該メイン回路基板と該表示装置との間に配置されるように、該バッテリ上部面の少なくとも一部の上に配置された表示装置と、
該メイン回路基板の該底面の下に位置する少なくとも1つの遮蔽であって、複数の通信回路のうちの少なくとも1つの回路を遮蔽するための遮蔽と
を備える、アセンブリ積層構造。
(項目2)
前記メイン回路基板に接続されたアンテナをさらに備える、項目1に記載のアセンブリ積層構造。
(項目3)
前記アンテナは、前記メイン回路基板の前期底面の下に位置する、項目2に記載のアセンブリ積層構造。
(項目4)
前記アンテナは、前記メイン回路基板に接続されたフィードポイントを有する内部アンテナである、項目2に記載のアセンブリ積層構造。
(項目5)
前記メイン回路基板と、前記バッテリと、前記少なくとも1つの遮蔽と、前記表示装置の少なくとも一部とを囲む筐体であって、
該メイン回路基板の前記上面に対して実質的に垂直な少なくとも1つの側面と、
該少なくとも1つの側面に位置するバッテリアクセスパネルであって、該筐体から該バッテリを取り外すためのバッテリアクセスパネルと
を備える筐体をさらに備える、項目1に記載のアセンブリ積層構造。
(項目6)
前記メイン回路基板と、前記バッテリと、前記少なくとも1つの遮蔽と、前記表示装置の少なくとも一部とを囲むための筐体であって、端面を備える筐体と、
該メイン回路基板の前記上面で、かつ該筐体の該端面と、該バッテリおよび該表示装置の積層構造との間に生成されたオープン容積内にあるスピーカと
をさらに備える、項目1に記載のアセンブリ積層構造。
(項目7)
ワイヤレス通信装置アセンブリであって、
上部筐体面と、下部筐体面と、少なくとも1つの側面とを含む筐体手段と、
該筐体手段に収納された少なくとも1つの回路基板であって、上面と底面を備えていて、処理回路網を保持するための回路基板と、
該筐体の上面に隣接し、該筐体手段に収納された表示手段と、
該筐体に収納され、かつ該表示装置と該少なくとも1つの回路基板の最上位回路との間に配置されたバッテリと
を備える、ワイヤレス通信装置アセンブリ。
(項目8)
前記処理回路網は、前記少なくとも1つの回路基板の前記底面に少なくとも部分的に配置された無線周波数回路網を備え、前記ワイヤレス通信装置は前記筐体に収納された遮蔽手段であって、該無線周波数回路網を遮蔽する遮蔽手段をさらに備える、項目7に記載のワイヤレス通信装置。
(項目9)
前記少なくとも1つの回路基板上に少なくとも部分的にあるトランシーバ回路網と、
該トランシーバ回路網に接続され、かつ該少なくとも1つの回路基板に隣接して前記筐体に収納されたアンテナと
をさらに備える、項目7に記載のワイヤレス通信装置。
(項目10)
前記アンテナは、内部アンテナである、項目9に記載のワイヤレス通信装置。
(項目11)
前記アンテナは、外部アンテナである、項目9に記載のワイヤレス通信装置。
(項目12)
前記バッテリは、前記筐体手段の前記少なくとも1つの側面上のサイドパネルを介してアクセス可能である、項目7に記載のワイヤレス通信装置。
(項目13)
筐体内のワイヤレス通信装置をアセンブルする方法であって、
複数の電気コンポーネントを有する少なくとも1つの回路基板を該筐体の底部に取り付けるステップであって、該少なくとも1つの回路基板は、上部面および下部面を含む、ステップと、
バッテリを該筐体内に、かつ該少なくとも1つの回路基板の上面の上に取り付けるステップと、
表示装置を該筐体内に、かつ該バッテリの上に取り付けるステップと
を含む、方法。
(項目14)
前記少なくとも1つの回路基板の底面に少なくとも1つの遮蔽であって、前記複数の電気コンポーネントのうちの少なくとも1つの電気コンポーネントを遮蔽するための遮蔽を取り付けるステップをさらに含む、項目13に記載の方法。
(項目15)
前記少なくとも1つの回路基板の下部面にアンテナを取り付けるステップをさらに含む、項目13に記載の方法。
(項目16)
アンテナは内部アンテナであり、
前記筐体内で前記少なくとも1つの回路基板と該筐体の底部との間に該内部アンテナを取り付けるステップと、
該少なくとも1つの回路基板のフィードポイントに該内部アンテナを接続するステップと
を含む、項目13に記載の方法。
(項目17)
前記バッテリにアクセスするためのバッテリドアを、前記筐体の側面に取り付けるステップをさらに含む、項目13に記載の方法。
(項目18)
前記筐体の端面と前記バッテリとの間に生成されるオープン容積内で前記少なくとも1つの回路基板の上面にスピーカを取り付けるステップをさらに含む、項目13に記載の方法。
(項目19)
ワイヤレス通信装置であって、
回路基板の上面に接続された電源であって、該ワイヤレス通信装置の電気コンポーネントに電力を供給し、該回路基板に隣接した第1の面および該第1の面に実質的に平行な第2の面を有する電源と、
RF信号を受信および送信するための無線周波数(RF)回路と、該電気コンポーネントを制御するための処理回路とを含む複数の電気回路を保持するための該回路基板と、
該電源の該第2の面の上において該回路基板に接続された表示装置であって、該処理回路によって制御される表示装置と
を備える、ワイヤレス通信装置。
(項目20)
前記回路基板上のフィードによって前記RF回路に接続されたアンテナをさらに備え、該アンテナは、内部アンテナおよび外部アンテナのうちの1つである、項目19に記載のワイヤレス通信装置。
(項目21)
前記RF回路を覆うための遮蔽をさらに備え、
該遮蔽は、前記回路基板の底面に接続されている、項目19に記載のワイヤレス通信装置。
The described embodiments are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. It is also understood that the invention is not limited to the specific embodiments shown and described herein, and that many rearrangements, modifications and substitutions are possible without departing from the scope of the invention. Should be. Thus, details of the invention may be gathered in part by studying the accompanying drawings below, both in terms of its construction and operation. In the accompanying drawings, like reference numerals refer to like parts.
The present invention includes the following items.
(Item 1)
An assembly stack for a wireless communication device, the assembly stack being
A main circuit board for holding a plurality of communication circuits, the main circuit board having a top surface and a bottom surface;
A battery having a battery upper surface and a battery lower surface, the battery being located on the upper surface of the main circuit board;
A display device disposed on at least a portion of the upper surface of the battery such that the battery is disposed between the main circuit board and the display device;
At least one shield located below the bottom surface of the main circuit board, the shield for shielding at least one of a plurality of communication circuits;
An assembly laminate structure comprising:
(Item 2)
(Item 3)
The assembly laminated structure according to Item 2, wherein the antenna is located below the bottom surface of the main circuit board.
(Item 4)
The assembly laminate structure according to item 2, wherein the antenna is an internal antenna having a feed point connected to the main circuit board.
(Item 5)
A housing surrounding the main circuit board, the battery, the at least one shield, and at least a part of the display device;
At least one side surface substantially perpendicular to the top surface of the main circuit board;
A battery access panel located on the at least one side, the battery access panel for removing the battery from the housing;
The assembly laminated structure according to Item 1, further comprising a housing comprising:
(Item 6)
A housing for enclosing the main circuit board, the battery, the at least one shield, and at least a part of the display device, the housing having an end surface;
A speaker in an open volume generated on the upper surface of the main circuit board and between the end surface of the housing and the laminated structure of the battery and the display device;
The assembly laminated structure according to item 1, further comprising:
(Item 7)
A wireless communication device assembly comprising:
Housing means including an upper housing surface, a lower housing surface, and at least one side surface;
At least one circuit board housed in the housing means, having a top surface and a bottom surface, for holding a processing circuit network;
Display means adjacent to the upper surface of the housing and housed in the housing means;
A battery housed in the housing and disposed between the display device and the uppermost circuit of the at least one circuit board;
A wireless communication device assembly comprising:
(Item 8)
The processing circuit network includes a radio frequency circuit network disposed at least partially on the bottom surface of the at least one circuit board, and the wireless communication device is shielding means housed in the housing,
(Item 9)
Transceiver circuitry at least partially on the at least one circuit board;
An antenna connected to the transceiver network and housed in the housing adjacent to the at least one circuit board;
The wireless communication device according to item 7, further comprising:
(Item 10)
(Item 11)
(Item 12)
8. The wireless communication device of item 7, wherein the battery is accessible via a side panel on the at least one side of the housing means.
(Item 13)
A method for assembling a wireless communication device in a housing, comprising:
Attaching at least one circuit board having a plurality of electrical components to the bottom of the housing, the at least one circuit board including an upper surface and a lower surface;
Mounting a battery in the housing and on an upper surface of the at least one circuit board;
Mounting a display device in the housing and on the battery;
Including a method.
(Item 14)
14. The method of item 13, further comprising attaching at least one shield to a bottom surface of the at least one circuit board for shielding at least one electrical component of the plurality of electrical components.
(Item 15)
14. The method of item 13, further comprising attaching an antenna to a lower surface of the at least one circuit board.
(Item 16)
The antenna is an internal antenna,
Attaching the internal antenna between the at least one circuit board and the bottom of the housing within the housing;
Connecting the internal antenna to a feed point of the at least one circuit board;
14. The method according to item 13, comprising:
(Item 17)
14. The method of item 13, further comprising attaching a battery door for accessing the battery to a side of the housing.
(Item 18)
14. The method of item 13, further comprising attaching a speaker to the top surface of the at least one circuit board within an open volume created between an end surface of the housing and the battery.
(Item 19)
A wireless communication device,
A power source connected to the top surface of the circuit board, supplying power to electrical components of the wireless communication device, and a first surface adjacent to the circuit board and a second substantially parallel to the first surface A power supply having
The circuit board for holding a plurality of electrical circuits including radio frequency (RF) circuitry for receiving and transmitting RF signals and processing circuitry for controlling the electrical components;
A display device connected to the circuit board on the second surface of the power supply, the display device being controlled by the processing circuit;
A wireless communication device comprising:
(Item 20)
(Item 21)
A shield for covering the RF circuit;
(詳細な説明)
ワイヤレス産業が拡大するにつれて、携帯電話製造者は、サイズがますます小さくなる革新的なワイヤレス装置を開発している。電話器の小型化により、ユーザの頭は近距離場ではより多くの無線周波数(RF)エネルギーに曝され(ここで、RFエネルギーはSpecific Absorption Rate(SAR)レベルによって測定され)遠距離場ではより少なく放射される。従って、小型化された電話器を維持しながら、人間への露光を減じかつ放射効率を向上させるのは、非常に難問題である。本発明は、電話器内のコンポーネントの革新的な積層構造を提示することによって、この難問題に取り組む。
(Detailed explanation)
As the wireless industry expands, mobile phone manufacturers are developing innovative wireless devices that are becoming smaller and smaller in size. Due to the miniaturization of the telephone, the user's head is exposed to more radio frequency (RF) energy in the near field (where RF energy is measured by the Specific Absorption Rate (SAR) level) and more in the far field. Less radiated. Therefore, it is very difficult to reduce human exposure and improve radiation efficiency while maintaining a miniaturized telephone. The present invention addresses this challenge by presenting an innovative layered structure of components within the telephone.
上に論じられたように、図4に示されたような従来技術の電話器は、電話器の上面から背面への伝統的な機械的な積層を有する。伝統的な積層は、上面においてメインボード、遮蔽およびバッテリをあとに従える、例えば液晶表示装置(LCD)のような表示装置である。通常は、アンテナフィードポイントはメインボード上にある。これとは対照的に、一実施形態の積層構造は、図1に示されている。ワイヤレス装置2は、前面6および背面8を有する筐体4に囲まれている。ワイヤレス装置2の上面6は、表示装置10およびキーパッド22を保持する。バッテリ12は、表示装置の背後かつ回路基板16の上方に収納されている。回路基板16は、ノイジーコンポーネント24、つまりRFエネルギーを放射するコンポーネントを含め、ワイヤレス装置2のための電子回路網の大半を保持する。放射コンポーネント24は、例えばキャニスタ(canister)、RF吸収材、金属化プラスティックカバーなどのような遮蔽材14によって遮蔽されている。図1の図示された実施形態において、アンテナ18は、回路基板16の背面26上にアンテナフィードポイント20を有する外部アンテナ18である。変調されたRF信号のRFエネルギーは、アンテナ18から放射し、近距離場および遠距離場を生成する。
As discussed above, the prior art telephone as shown in FIG. 4 has a traditional mechanical stack from the top to the back of the telephone. A traditional laminate is a display device, such as a liquid crystal display (LCD), which can be followed by a main board, a shield and a battery on the top surface. Usually, the antenna feed point is on the main board. In contrast, the laminated structure of one embodiment is shown in FIG. The wireless device 2 is surrounded by a
図1の機械的な積層構造は、図4の従来技術の積層構造と比較して、問題の近距離場において放射されるエネルギー量を減じる。特に、表示装置10と回路基板16との間のバッテリ12の配置は、問題の近距離場エリアにおける放射エネルギーの減少に寄与する。下に論じられるように、フリースペースにおけるエネルギー密度分布に対するシミュレーションは、装置2の前面6に隣接する平面28で実行される。前面から、0.5mm上方にある平面28はまた、装置2を使用する場合にユーザの頭の位置に近い。
The mechanical laminate structure of FIG. 1 reduces the amount of energy emitted in the near field of interest compared to the prior art laminate structure of FIG. In particular, the placement of the
図5は、伝統的な積層に対する図4における平面28上に分布するフリースペースエネルギー密度(J/m3)のグラフであり、曲線90で示され、本発明の積層の実施形態に対する図1における平面28上では曲線92で示される通りに分布している。両シミュレーションは、上に論じられたようなコンプライアンス遮蔽を含まずになされる。平面28は、前面から0.5mm上方にある。図1および図4に示される通りの平面28上で取られたサンプルシミュレーション結果は、例示的な目的でのみ示されている。他のシミュレーションは、エネルギー密度に対して異なる値を生じ得、示された例は、本発明の実施形態を限定するものとして考えられるべきではない。問題のエリアにおいて、図4の伝統的な積層上方の最大エネルギー密度は、図1の革新的な積層構造上方のエネルギー密度の約3.8倍であることをグラフは示している。
FIG. 5 is a graph of free space energy density (J / m 3 ) distributed on the
図4の従来技術積層構造の1つのサンプルSAR性能シミュレーションにおいて、前面84から背面86までの電話器の厚さが22mmとして、IEEE標準1529に基づく平均SARは、24dBmで2.10W/kgである。このシミュレーション結果は、上で論じられたようにコンプライアンス遮蔽なしで取られている。従って、この特定のサンプルの従来技術電話器が、要求される1.6W/kgのSAR標準を達成するためには、装置筐体は、追加的なコンプライアンス遮蔽を含まなくてはならない。これと比較して、図1の革新的な積層は、同じ22mmの厚さで、IEEE−1529に基づいて、24dBmで1.58W/kgの平均SARを有する。このシミュレーション分析では、SAR値は、本発明の積層構造に対して、約24.8%だけ、減ぜられる。従って、サンプルの本発明の電話器をSAR基準とのコンプライアンスに運び入れるために要求されるコンプライアンス遮蔽の量は、減ぜられる。この減少は、デザインの時間、製造時間および材料における費用削減を表す。 In one sample SAR performance simulation of the prior art laminate structure of FIG. 4, the average SAR based on IEEE standard 1529 is 2.10 W / kg at 24 dBm, assuming the phone thickness from front 84 to back 86 is 22 mm. . The simulation results are taken without compliance shielding as discussed above. Therefore, in order for this particular sample prior art telephone to achieve the required 1.6 W / kg SAR standard, the device housing must include additional compliance shielding. In comparison, the innovative laminate of FIG. 1 has an average SAR of 1.58 W / kg at 24 dBm, based on IEEE-1529, at the same 22 mm thickness. In this simulation analysis, the SAR value is reduced by about 24.8% for the laminated structure of the present invention. Thus, the amount of compliance shielding required to bring a sample inventive telephone into compliance with the SAR standard is reduced. This reduction represents a reduction in design time, manufacturing time and material costs.
図6および図7は、上述のようなSAR性能を示すために提供され、サンプルシミュレーションに基づいている。図6は、従来技術の電話器104をユーザが自己の頭102に当てた際のユーザの頭102を示す。単位W/kgでのSpecific Absorption Rate電力密度「バンド」A,B,C,Dは、供給源104からの距離と共に減少する。バンドAは、最高の電力密度を吸収するユーザの頭のエリアを表す。これと比較して、本発明の実施形態のSAR電力密度は、図7に示されるように、減ぜられる。バンドA’,B’,C’,D’への参照で示されるように、最高電力密度を吸収するユーザの頭102のエリアは従来技術のそれよりも有意に小さい。
6 and 7 are provided to show SAR performance as described above and are based on sample simulations. FIG. 6 shows the user's
サンプルの伝統的な積層に対する、遠距離場での、フリースペースにおけるシミュレートされた放射性能は、2.73dBiの指向性および2.41dBiのゲインで、92.84%の放射効率を有する。これと比較して、本発明のサンプル実施形態の積層構造は、2.75dBiの指向性および2.43dBiのゲインで、92.86%の放射効率を生じる。このように、伝統的な積層および革新的な積層両方は、フリースペースにおいて同じ放射性能を有する。しかしながら、遠距離場において、頭の隣での従来技術サンプルに対する、シミュレーション結果は、5.98dBiの指向性および−0.45dBiのゲインで、22.77%の放射効率を示している。これと比較して、本発明のサンプル実施形態の積層構造は、5.89dBiの指向性および1.04dBiのゲインで、32.72%の放射効率を生じる。従って、革新的な積層構造は、サンプルが人間の頭の隣に保持されている間、伝統的な積層と比較して、遠距離場において、約10%良いアンテナ効率を有する。 The far-field simulated radiation performance in the far field for a traditional stack of samples has a radiation efficiency of 92.84% with a directivity of 2.73 dBi and a gain of 2.41 dBi. In comparison, the stacked structure of the sample embodiment of the present invention yields a radiation efficiency of 92.86% with a directivity of 2.75 dBi and a gain of 2.43 dBi. Thus, both traditional and innovative laminates have the same radiation performance in free space. However, in the far field, the simulation results for the prior art sample next to the head show a radiation efficiency of 22.77% with a directivity of 5.98 dBi and a gain of −0.45 dBi. In comparison, the laminated structure of the sample embodiment of the present invention produces a radiation efficiency of 32.72% with a directivity of 5.89 dBi and a gain of 1.04 dBi. Thus, the innovative laminate structure has about 10% better antenna efficiency in the far field compared to the traditional laminate while the sample is held next to the human head.
図2は、本発明の別の実施形態の装置30の端面図を示す。高さ軸Hに沿った積層構造は、遮蔽38および外部アンテナ40より上方に回路基板36があり、回路基板36より上方にバッテリ34があり、バッテリ34より上方に表示装置32があるというものである。図示のように、装置30は、SARの減少を獲得するために、装置30の長さ軸Lおよび幅軸Wに対してコンポーネントの特別な配置を要求しない。図2の装置30の一実施形態において、バッテリ34は、筐体42におけるバッテリのドア44を通してアクセス可能である。
FIG. 2 shows an end view of an
図3は、フィードポイント68によって回路基板54に接続された内部アンテナ66を有するワイヤレス装置積層構造50の別の実施形態の斜視図である。バッテリ58は、表示装置52およびキーパッド(図示されず)より下に、かつ回路基板54より上に積層されている。放射体、および、例えば回路基板54の底面上のメモリのような他のコンポーネントは、遮蔽56によって遮蔽されている。この実施形態において、スピーカ60は、バッテリ58と表示装置52との積層から間を空けてあるボリューム64に配置されている。このボリューム64は、スピーカ60の音質を向上させる。このスペース64に示されているものに、マイクロフォン62もある。
FIG. 3 is a perspective view of another embodiment of a
図8は、筐体の表面および背面に対する相対位置を示す、本発明の実施形態のコンポーネントのブロック図110である。装置110の前面上の表示装置124およびキーパッド126は、回路基板120上の装置回路網によって制御される。スピーカ128およびマイクロフォン130は、オーディオ信号を、装置回路網120へ送受信する。例えばバッテリのような電源122は、回路基板120を通して電力を装置110のコンポーネントに供給する。アンテナ116は、フィードポイント118によって、回路基板120へ接続される。遮蔽132は回路基板120上の回路網の少なくとも一部を覆う。
FIG. 8 is a block diagram 110 of the components of an embodiment of the present invention showing the relative position with respect to the front and back surfaces of the housing. The
図9は、本明細書に記述されるさまざまな実施形態に関連して使用され得るワイヤレス通信装置150を示すブロック図である。しかしながら、当業者にははっきりと分かるように、他のワイヤレス通信装置および/またはアーキテクチャも使用され得る。図示された実施形態において、ワイヤレス通信装置150は、アンテナ152、マルチプレクサ154、低雑音増幅器(「LNA」)156、電力増幅器(「PA」)158、変調回路160、ベースバンドプロセッサ162、スピーカ164、マイクロフォン166、中央処理装置(「CPU」)168、データ格納エリア170およびユーザインタフェース172を含む。ワイヤレス装置150において、無線周波数(RF)信号は、アンテナ152によって送受信される。マルチプレクサ154はスイッチとして作用し、送受信経路間にアンテナ152を結合する。受信経路において、受信されたRF信号は、マルチプレクサ154からLNA156へと結合される。LNA156は受信されたRF信号を増幅し、増幅された信号を、変調回路160の復調部へ結合する。復調器はRF運搬波信号を剥ぎ取って、ベースバンド受信オーディオ信号を残し、ベースバンド受信オーディオ信号は、復調器出力からベースバンドプロセッサ162へ送られる。ベースバンド受信オーディオ信号がオーディオ情報を含んでいる場合は、ベースバンドプロセッサ162はその信号を復号して、それをアナログ信号へ変換し、かつスピーカ164へ送る。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a
ベースバンドプロセッサ162はまた、マイクロフォン166からアナログオーディオ信号を受信する。これらのアナログオーディオ信号は、デジタル信号へ変換され、ベースバンドプロセッサ162によって符号化される。ベースバンドプロセッサ162はまた、デジタル信号を、送信のために符号化し、変調回路160の変調器部分へ回送されるベースバンド送信オーディオ信号を生成する。変調器は、ベースバンド送信オーディオ信号をRF搬送波信号とミックスし、電力増幅器158へ回送されるRF送信信号を生成する。電力増幅器158は、RF送信信号を増幅して、それをマルチプレクサ154へ回送し、そこで信号は、アンテナ152によって、送信のためにアンテナポートへ切り換えられる。ベースバンドプロセッサ162はまた、データ格納エリア170へのアクセスを有する中央処理装置168と通信可能に結合されている。中央処理装置168は、データ格納エリア170に格納され得る命令(すなわち、コンピュータプログラムまたはソフトウエア)を実行するように構成される。コンピュータプログラムは、ベースバンドプロセッサ162からも受信され得て、データ格納エリア170に格納され得るか、または受信後に実行され得る。
本明細書に含まれる記述および図面は、本発明の特別な実施形態であり、本発明によって広義に考えられた主題を代表するものである。しかしながら、本発明は、当業者にとって明らかな他の実施形態を包含する。従って、本発明の範囲は添付された特許請求の範囲によってのみ限定される。 The description and drawings contained herein are specific embodiments of the present invention and are representative of the subject matter broadly contemplated by the present invention. However, the present invention includes other embodiments that will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the scope of the invention is limited only by the appended claims.
Claims (12)
該アセンブリ積層構造は、The assembly laminate structure is
前面と背面と第1の側面と第2の側面とを有する筐体と、A housing having a front surface, a back surface, a first side surface, and a second side surface;
複数の通信回路を保持するためのメイン回路基板であって、該メイン回路基板は、上面と底面とを備え、該メイン回路基板の該底面上の少なくとも1つの回路は、シールドによって覆われている、メイン回路基板と、A main circuit board for holding a plurality of communication circuits, wherein the main circuit board includes a top surface and a bottom surface, and at least one circuit on the bottom surface of the main circuit substrate is covered with a shield. The main circuit board,
該メイン回路基板の該底面に接続されたアンテナフィードポイントを有するアンテナであって、該メイン回路基板の該底面と該筐体の該背面との間に配置されたアンテナと、An antenna having an antenna feed point connected to the bottom surface of the main circuit board, the antenna disposed between the bottom surface of the main circuit board and the back surface of the housing;
バッテリ上部面とバッテリ下部面とを有するバッテリであって、該メイン回路基板の該上面の上に位置するバッテリと、A battery having a battery upper surface and a battery lower surface, the battery being located on the upper surface of the main circuit board;
該バッテリ上部面の少なくとも一部の上に配置された表示装置であって、該バッテリは、該メイン回路基板と該表示装置との間に配置されており、該表示装置は、該筐体の該前面の一部を含み、該バッテリと該表示装置とは、オープン容積を提供するように積層されている、表示装置とA display device disposed on at least a part of the upper surface of the battery, wherein the battery is disposed between the main circuit board and the display device, and the display device is disposed on the casing. A display device comprising a portion of the front surface, wherein the battery and the display device are stacked to provide an open volume;
を備え、With
該メイン回路基板と、該バッテリと、該表示装置とが、該アセンブリ積層構造を形成し、該アセンブリ積層構造は、該筐体の該前面を介して該アンテナから放射される近距離場エネルギーを低減し、The main circuit board, the battery, and the display device form the assembly stack structure, and the assembly stack structure generates near-field energy radiated from the antenna through the front surface of the housing. Reduce,
該積層構造は、該筐体内に該オープン容積を提供することにより、装置スピーカの音質を向上させる、アセンブリ積層構造。The laminated structure improves the sound quality of the device speaker by providing the open volume in the housing.
前記メイン回路基板の前記上面に対して実質的に垂直な少なくとも1つの側面と、At least one side surface substantially perpendicular to the top surface of the main circuit board;
該少なくとも1つの側面に位置するバッテリアクセスパネルであって、該筐体から該バッテリを取り外すためのバッテリアクセスパネルとA battery access panel located on the at least one side, the battery access panel for removing the battery from the housing;
を備える、請求項1に記載のアセンブリ積層構造。The assembly laminate structure according to claim 1, comprising:
上部筐体面と下部筐体面と少なくとも1つの側面とを含む筐体と、A housing including an upper housing surface, a lower housing surface, and at least one side surface;
該筐体に収納された少なくとも1つの回路基板であって、上面と底面とを備えていて、処理回路網を保持するための少なくとも1つの回路基板と、At least one circuit board housed in the housing, comprising an upper surface and a bottom surface, and at least one circuit board for holding a processing circuit network;
該筐体の該上部筐体面に隣接し、該筐体に収納された表示装置と、A display device adjacent to the upper housing surface of the housing and housed in the housing;
該筐体に収納されたバッテリであって、該表示装置と該少なくとも1つの回路基板の最上位回路との間に配置されたバッテリとA battery housed in the housing, the battery being disposed between the display device and the uppermost circuit of the at least one circuit board;
を備え、With
該少なくとも1つの回路基板は、The at least one circuit board comprises:
該少なくとも1つの回路基板の該底面上に少なくとも部分的に配置された無線周波数回路網と、A radio frequency network disposed at least partially on the bottom surface of the at least one circuit board;
該少なくとも1つの回路基板の該底面上のフィードポイントに接続されたアンテナとAn antenna connected to a feed point on the bottom surface of the at least one circuit board;
を含み、Including
該バッテリと該表示装置とは、オープン容積を提供するように積層されており、The battery and the display device are stacked to provide an open volume,
該少なくとも1つの回路基板と、該表示装置と、該バッテリとが、該筐体内に含まれる積層構造を形成し、The at least one circuit board, the display device, and the battery form a laminated structure included in the housing;
該積層構造は、該オープン容積を提供することにより、装置スピーカの音質を向上させ、該筐体の該前面を介して該アンテナから放射される近距離場エネルギーを低減する、ワイヤレス通信装置アセンブリ。The wireless communication device assembly, wherein the laminated structure provides the open volume to improve the sound quality of the device speaker and reduce near field energy radiated from the antenna through the front surface of the housing.
該方法は、The method
複数の電気コンポーネントを有する少なくとも1つの回路基板を該筐体の底部に取り付けるステップであって、該少なくとも1つの回路基板は、上部面および下部面を含み、アンテナが、該下部面のアンテナフィードポイントに取り付けられる、ステップと、Attaching at least one circuit board having a plurality of electrical components to the bottom of the housing, the at least one circuit board including an upper surface and a lower surface, wherein the antenna is an antenna feed point on the lower surface Attached to the step, and
バッテリを該筐体内に、かつ該少なくとも1つの回路基板の上面の上に取り付けるステップと、Mounting a battery in the housing and on an upper surface of the at least one circuit board;
表示装置を該筐体内に、かつ該バッテリの上に取り付けるステップであって、該バッテリと該表示装置とは、オープン容積を提供するように積層される、ステップと、Mounting a display device within the housing and over the battery, wherein the battery and the display device are stacked to provide an open volume;
該筐体の該オープン容積にスピーカを配置することにより、該装置の音質を向上させるステップとImproving the sound quality of the device by disposing a speaker in the open volume of the housing;
を含み、Including
該少なくとも1つの回路基板と該バッテリと該表示装置との積層構造は、該筐体の該前面を介して該アンテナから放射される近距離場エネルギーを低減する、方法。The stacked structure of the at least one circuit board, the battery, and the display device reduces near-field energy radiated from the antenna through the front surface of the housing.
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